李錦秀

摘 要 “比較過氧化氫在不同條件下的分解”是高中生物課程人教版教材中經(jīng)典實驗，本文在原實驗的基礎(chǔ)上，通過對該實驗裝置的改進(jìn)，實驗過程的拓展，達(dá)到豐富實驗內(nèi)涵，并且能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步理解酶的作用特點的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 酶 過氧化氫 實驗拓展

中圖分類號：G633文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1背景

“比較過氧化氫在不同條件下的分解”常作為課堂演示實驗，也可作為分組實驗。原實驗是通過比較過氧化氫在氯化鐵溶液，肝臟研磨液，和不加催化劑條件下的分解情況，實驗結(jié)果通過比較氣泡產(chǎn)生的多少和帶火星的木條的復(fù)燃情況說明催化可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，且酶的催化效果更顯著。本實驗的授課對象是高一學(xué)生，此時他們已經(jīng)了解了酶的作用，并且也具備了基本的實驗操作能力，但是對酶的作用機(jī)理并未深入理解，例如面對這樣的曲線（圖表1），通常并未深入理解為何在不同的條件下，平衡點卻相同。

2拓展后的實驗

2.1思路拓展

由于學(xué)生普遍對酶的作用機(jī)理理解困難，所以可在課本實驗看到實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上拓展延伸，即增加氯化鐵組和酶的結(jié)果比較：利用氣球收集氯化鐵組和酶組過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣，并根據(jù)氣球的大小判斷最終生成氧氣的多少，并通過發(fā)現(xiàn)氯化鐵組和肝臟研磨液組的氧氣量相近，使學(xué)生認(rèn)識到催化劑的作用只會改變化學(xué)反應(yīng)速率，而不會改變最終的產(chǎn)物量，即不改變反應(yīng)平衡。

2.2實驗裝置

改進(jìn)后的實驗裝置增加了氣球、橡皮筋、橡膠塞、1ml注射器，（圖表2）并將原實驗的普通試管替換為支嘴試管。其中，氣球用來收集氧氣，橡皮筋用來扎緊氣球，使其具有較好的氣密性。橡膠塞上扎一小孔，塞進(jìn)注射器，保證氣密性。實驗開始前，先將氣球綁在支嘴處，接著將注射器塞入橡膠塞的小孔內(nèi)，并將注射器吸入0.1ml催化劑，支嘴試管加入2ml過氧化氫溶液，然后將試管用橡膠塞塞緊，待到實驗即將開始時，同時摁下兩組注射器，保證同時且等量地滴加入催化劑。（圖表3）

2.3實驗結(jié)果

改進(jìn)前，通過觀察每組氣泡產(chǎn)生的多少以及帶火星的木條復(fù)燃情況判斷過氧化氫的分解速率。進(jìn)過改進(jìn)之后，不僅可以觀察反應(yīng)速率，還可以通過比較氣球的大小來判斷產(chǎn)物的多少。實驗發(fā)現(xiàn)，肝臟研磨液組氣球膨脹較快，而氯化鐵組膨脹較慢，但是最終的氣球大小相近，這意味著酶組反應(yīng)速率更快，催化效率更高，但是兩組最終的產(chǎn)物量相同，意味著催化劑并不改變反應(yīng)平衡。（圖表4）

3討論

3.1優(yōu)點

拓展之后的實驗結(jié)果非常直觀清晰，直接通過氣球的膨脹速度和大小反映出實驗速率和最終產(chǎn)物量，學(xué)生可以清楚地認(rèn)識到在過氧化氫量相同的情況下，即便使用不同的催化劑，最終得到的氧氣量是相同的，也就是說，催化劑只會決定反應(yīng)的快慢，而最終產(chǎn)物的多少是由反應(yīng)物決定。

3.2傳統(tǒng)誤區(qū)

以往，通過比較氣泡的多少比較反應(yīng)速率，其實這種方式并不完全準(zhǔn)確。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，在某些情況下，雖然肝臟研磨液組產(chǎn)生的氣泡很明顯，但并不意味著氧氣的生成量更多更快。（圖表5）這是因為酶組反應(yīng)速率非?？欤查g產(chǎn)生大量氣泡，將肝臟研磨液向上頂，反而降低了酶與底物的接觸面積。那么這個問題如何解決呢？第一，按照要求配置合理的肝臟研磨液濃度;第二，將兩組裝置同時搖晃，增大酶與底物的接觸面積。